DD201702A5

DD201702A5 - Hochmodul- polyacrylnitrilfaeden und -fasern sowie verfahren zu ihrer herstellung

Info

Publication number: DD201702A5
Application number: DD81231964A
Authority: DD
Inventors: Bernd Huber; Walter Fester
Original assignee: Hoechst Ag
Priority date: 1980-07-23
Filing date: 1981-07-21
Publication date: 1983-08-03
Also published as: CA1170011A; EP0044534A3; ZA815005B; EP0044534A2; DK326281A; EP0044534B1; DE3027844A1; IL63377A; NO812514L; NO152946C; ATE7236T1; JPS5751810A; BR8104734A; IL63377A0; DE3163294D1; NO152946B

Abstract

Die Erfindung betrifft Faeden und Fasern aus Polyacrylnitril oder Acrylnitrilcopolymeren mit einem Anteil von wenigstens 70, vorzugsweise 90 oder 99 Gewichtsprozent Acrylnitrileinheiten, die einen Anfangsmodul von mehr als 1300 cN/tex aufweisen. Vorzugsweise liegt der Anfangsmodul 1400 bis 2200 cN/tex und die Reissfestigkeit wenigstens bei 50 cN/tex bei Reissdehnungen von maximal 15 %. Derartige Faeden und Fasern koennen durch uebliche Verspinnung, eine Nassverstreckung, Trocknung der Faeden auf heissen Walzen und einer anschliessenden Kontaktverstreckung von mindestens 1:1,5 erhalten werden, wobei die Gesamtverstreckung wenigstens 1:9, vorzugsweise 1:10 bis 1:25 betraegt. Die erhaltenen Produkte zeichnen sich insbesondere bei Einsatz auf technischen Gebieten wie z. B. zur Herstellung von Kohlevorfaeden, als Verstaerkungsfasern fuer organische und anorganische Werkstoffe und zur Herstellung von Markisen, Filtern u. dergl. aus.

Description

Hochmadal - Polyacrylnitrilfääen und -fasern sowie Verfahren zu ihrer Herstellung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft Fäden und Fasern aus Polyacrylnitril oder Polyacry!nitrileopoIymeren, die zum überwiegenden Teil aus Acrylnitrilbausteinen aufgebaut sind, und deren Anfangs- . modul - bezogen auf 100 % Dehnung - höher.als 1300 cN/tex ist« Weiterhin wird ein Verfahren zur Herstellung derartiger Fäden und Fasern beschrieben.

Bekannte technische Lösungen

Es ist bekannt, Polyacrylnitrilfadenkabel durch eine kombinierte Naß- und Kontaktverstreckung zu erzeugen. So wird zum Beispiel in der Dl-OS 2 156 S84 ein Verfahren beansprucht, bei dem die Fäden nach einer Haßverstreckung um das vier- bis fünffache unter Zulassung von freiem Schrumpf getrocknet werden. Bei dieser Trocknung in einem erhitzten Gas von 135 bis 145 ⁰C schrumpfen die Fäden erfahrungsgemäß um mehr als 30 % « Im Anschluß daran ist eine Trockenverstreckung auf mindestens das 1,4-fache vorgesehen. Unter diesen Bedingungen ist es nach Ausweis der Beispiele dieser Vorliteratur möglich, Einzelfadenfestigkeiten von 4,8 g/den A 42,4 cN/tex (Beispiel 1 f) bzw. einem. Anfangsmodul von 107,2 g/den = 946 cN/tex (Beispiel 1 h) zu erhalten. Die maximale effektive Verstreckung bei den Beispielen betrug ca. 1 : 6,8, wobei unter effektiver Verstreckung die tatsächliche, zum Beispiel auf den Titer der Einzelfäden wirksame Verstreckung verstanden werden soll. Sie kann errechnet werden aus den einzelnen Verstreckwerten, die jedoch noch um den Schrumpf bei.der spannungslosen Trocknung korrigiert werden müssen»

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Die textlien Werte der gemäß der Vorliteratur erzeugten Fäden müssen für technische Einsatzgebiete noch als nicht ausreichend bezeichnet werden, Ss gab daher Versuche, insbesondere den Anfangsmodul derartiger Fäden noch weiter zu erhöhen.

So wird beispielsweise in der DE-OS 2 851 273 ein Verfahren beschrieben, bei dem die Fäden direkt nach einer Naßverstreckung in einer "Dampfdruckreckzone'¹ bei Temperaturen von 110 bis 14-0 ⁰C unter der Einwirkung von Sattdampf unter Druck weiter verstreckt werden. Sin solches Verfahren ist bei kontinuierlicher Fahrweise insbesondere aufgrund der Abdichtungsprobleme des heißen Druckraumes technisch sehr aufwendig. Die besten, nach diesem Verfahren hergestellten Fasern zeigen eine Festigkeit von 12,8 g/den = 113 cN/tex bei einer Dehnung von 30 %, der Anfangsmodul dieser Fäden beträgt 140g/den = 1236 cN/tex. Diese Werte wurden dem Beispiel 10 entnommen, bei dem Fäden eines Sinzeltiters von nur 0,36 den = 0,32 dtex erhalten wurden.

Diese guten textlien Werte werden gedoch nur bei sehr feinen Sinzelfadentitern erreicht« Bei der Ausspinnung üblicher Titerstärken gemäß den Beispielen 1 bis 7 der Vorliteratur sind diese hohen Faserwerte bei weitem nicht erreichbar,

Bin ähnliches Streckverfahren bei erhöhten Temperaturen unter Wasserdampfdruck wird auch in der DD-PS 135 509 beschrieben. Die besten Fäden (gemäß Beispiel 3) wiesen dabei eine Festigkeit von 73,8 p/tex = 72,4 cN/tex bei 9,2 % Dehnung auf. Der Anfangsmodul wurde zu 1250 p/tex = 1226 cU/tex bestimmt. In dieser Patentschrift wird ausdrücklich darauf verwiesen, daß die Qualität der Spinnlösungen ganz erheblich die Verstreckeigenschaften bestimmt. Fasern mit den angegebenen Daten können nur erhalten werden, wenn die Spinnlösungen aus Lösungspolymerisaten'.bereitet wurden, die außerdem noch wenigstens 20 bis 100 Stunden bei Temperaturen von 15 bis 4-0 ⁰C gereift

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worden waren. Nach der Angabe der Autoren haben Spinnlösungen aus Fällungspolymerisaten einen schlechteren Lösungszustand und erlauben daher nur die Anwendung relativ geringer Reckfaktoren. Fäden mit höheren Anfangsmoduli sind aus Fällungspolymerisaten nicht erzeugbar.

Ziel der Erfindung

Es ist Ziel der Erfindung, die genannten Bachteile auszuräumen,,

Wesen der Erfindung

Es bestand daher immer noch die Aufgabe, Fäden und Fasern aus Polyacrylnitril bzw, Acrylnitrilcopolymeren zur Verfugung zu stellen, die Anfangsmoduli über 1300 cN/tez aufweisen und deren Herstellungsverfahren sich möglichst -wenig von dem normalen Spinnproze£ unterscheidet und insbesondere nicht den Einsatz von Dampfreckzonen oder dergleichen,aber auch keinen speziellen Eeifeprozeß für die Spinnviskose oder den Einsatz spezieller Lösungspolymerisate erfordert.

Es wurde nun überraschend gefunden, daß es möglich ist, Fäden und Fasern mit derartigen Eigenschaften nach einem technisch einfachen und auf konventionellen Anlagen durchführbaren Spinnverfahren herzustellen, wobei sowohl aus Spinnlösungen von Fällungspolymerisaten als auch von Lösungspolymerisaten Fäden und Fasern mit erheblich besseren Eigenschaften ersponnen werden konnten, als sie in der Vorliteratur beschrieben werden. Die erfindungsgemäßen Fäden haben dabei im üblichen Titerbereich (etwa 1,5 bis etwa 15 dtex) einen Anfangsmodul von über 1300 cN/tex. Bevorzugt liegen diese Vierte zwischen 14-00 und 25ΟΟ cN/tex. Die Fäden und Fasern mit diesen hohen Anfangsmoduli eignen sich besonders gut für technische Einsatzgebiete wie z. B. zur Produktion von Kohlevorfäden oder als Verstärkungsfasern oder -fäden bzw. in Form von Geweben, Gewirken oder

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Vliesen aus Fasern oder Fäden aar Herstellung von verstärkten organischen oder anorganischen Werkstoffen. Als weitere Einsatzgebiete seien die Herstellung von Filtern oder Filtergeweben sowie ihr Einsatz als Grundgewebe zur Herstellung beschichteter Gewebe wie z. B.

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die Herstellung von transluzenten Materialien, Markisen, Segeln aber auch zur Herstellung von Nähgarnen und dgl. genannt. Die Fasern und Fäden können dabei gekräuselt bzw. texturiert zum Einsatz kommen. Ausgezeichnete Ergebnisse werden bei diesen Einsatzgebieten mit Fasern bzw. Fäden erhalten, deren Modul zwischen 1500 und 2500 cN/tex liegt. Die erzielten hohen Reißfestigkeiten von wenigstens 50 cN/tex, die mit Reißdehnungen von maximal 15 % verbunden sein können, ergänzen das gute Eigenschaftsbild der erfindungsgemäßen Fäden und Fasern.

Der Erfindung liegt ebenfalls ein Verfahren zur Herstellung dieser Fasern und Fäden durch ein Naß- oder Trockenspinnprozeß zugrunde, wobei die Naßverstreckung der ersponnenen Fäden während der Waschbehandlung erfolgen soll, die Fäden anschließend getrocknet und dann einer Heißverstreckung unterzogen werden. Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden gegebenenfalls in Kabel- oder Strangform auf heißen Walzen unter Spannung getrocknet und anschließend einer Kontaktverstreckung von mindestens 1 : 1,5 unterworfen werden, wobei die effektive Gesamtverstreckung wenigstens 1 : 9 betragen muß. Unter einer Kontaktverstreckung soll hierbei das Verstrecken im trockenheißen Zustand z.B. unter Einsatz von Flächenheizkörpern verstanden werden.

Als Polymerrohstoffe können die nach den üblichen Verfahren herstellten Fällungs- oder Lösungspoiymerisate eingesetzt werden. Je nach den Anforderungen für die Einsatzgebiete können sowohl Homo- als auch Copolymerisate des Acrylnitrils Verwendung finden. Bei den eingesetzten Monomeren sollte auf eine möglichst hohe .Reinheit geachtet werden. Als Comonomere eignen sich alle mit Acrylnitril copolymerisierbaren ungesättigten Verbindungen, von denen hier beispielsweise die folgenden genannt werden sollen:

Acrylamid^-Acrylsäure und deren Ester, Vinylester und

-äther wie Vinylacetat, Vinylstearat, Vinylbutylather, Halogenessigsäurevinylester, wie Bromessigsäurevinylester, Dichloressigsäureviny!ester, Trichloressigsäurevinylester, Styrol, Maleinimid, Vinylhalogenide wie z.B. Vinylchlorid, Vinylidenchlorid, Vinylbromid sowie SuIfonatgruppen tragende ungesättigte Verbindungen usw..

Einsetzbar sind Polymere, deren relative Lösungsviskositäten - gemessen in 0,5 %igen Dimethylformamid-Lösungen im Bereich von 1,7 bis 6,0 liegen. Gute Ergebnisse unter wirtschaftlichen Bedingungen werden mit Polymeren erzielt, die in einem Viskositätsbereich von etwa 1,85 bis 3,5 liegen, besonders gute Ergebnisse liefern Polymere im Viskositätsbereich zwischen 2,5 und 3,5.

Bevorzugt sollten die eingesetzten Polymere einen Gehalt von mindestens 90 % Acrylnitrileinheiten aufweisen.

erzielt,

Besonders gute textile Werte werden bei Polymeren* die wenigstens zu 99 % aus Acrylnitrileinheiten aufgebaut .sind.

Bei der Herstellung der Spinnlösungen sind die Lösebedingungen so zu wählen, daß möglichst homogene, gelteilchenfreie Spinnlösung erhalten werden. Zur Überprüfung der Spinnlösungsqualität sind insbesondere Streulichtmessungen unter Einsatz eines Lasers als Lichtquelle geeignet. Nur einwandfreie Spinnlösungen, die sehr geringe Streulichtwerte zeigen, ermöglichen die erfindungsgemäß benötigten hohen Verstreckungen. Die Spinnlösungen können sowohl kontinuierlich als auch diskontinuierlich angesetzt werden. In die Spinnlösung können anorganische oder organische Zusätze eingearbeitet werden, wie z.B. Mattierungsmittel, Stabilisatoren, Flammschutzadditive u.s.w..

Das erfindungsgemäße Spinnverfahren zeichnet sich durch eine hohe effektive Gesamtverstreckung von mindestens 1 : 9 aus. Wie bereits oben ausgeführt, werden bei der Bestimmung der effektiven Gesamtverstreckung nur die Naßverstreckung innerhalb des Waschprozesses und die

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Kontaktverstreckung berücksichtigt, dagegen ein Schrumpfen der Fäden in Abzug gebracht. In die Werte der Gesamtverstreckung wird der sogenannte Düsenverzug nicht mit auf genominen, die frischen Spinnfäden, die· nach einem Trocken- oder Naßspinnprozeß anfallen, werden vielmehr als unverstrecktes Material gewertet. Die effektive Gesamtverstreckung soll nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wenigstens 1 : 9 betragen. Bevorzugt sind effektive Gesamtverstreckverhältnisse von 1 : ΙΟΙ Ο bis 1 : 25, besonders bevorzugt effektive Gesamtverstreckverhältnisse zwischen etwa 1 :. 12 und 1 : 22.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann auf herkömmlichen Fäden- oder Faserspinnanlagen durchgeführt werden.

Neue, bisher nicht übliche Techniken, sind nicht erforderlich. Insbesondere ist es nicht notwendig, eine besondere Verstreckungskaminer einzusetzen, in der die Fäden z.B. in Kabelform der Einwirkung von Dampf unter Druck ausgesetzt werden. Das Verfahren zeichnet sich durch hohe Gesamtverstreckungswerte der frischgesponnenen Fäden aus, wobei eine effektive Mindestverstreckung von 900 % erforderlich ist. Diese effektive Gesamtverstreckung erfolgt in mehreren Stufen. Zunächst werden die Fäden vor oder nach dem Auswaschen des Restgehaltes an Lösungsmittel in einem oder stufenweise in mehreren heißen Bädern naßverstreckt. Die Temperatur der Streckbadmedien, die in der Regel aus Mischungen aus Wasser und dem Lösungsmittel stehen, sollte möglichst hoch gehalten werden. Bevorzugt werden Temperaturen wenig unterhalb des Siedepunktes der Badflüssigkeit. Möglich sind aber auch Bäder, die andere Streckbadmedien enthalten, z.B. Glykol oder Glycerin gegebenenfalls in Mischung mit dem Polymerlösungsmittel, bei denen auch Strecktemperaturen oberhalb von 100⁰C gewählt werden können.

Nach dem Strecken und Auswaschen des Restlösungsmittelgehaltes, wobei auch zuerst ausgewaschen und dann gestreckt werden kann, werden die Fäden in einem Präparationsbad präpariert und in üblicher Weise danach durch die

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Einwirkung von rotierenden Preßwalzenpaaren möglichst weitgehend von anhaftendem Wasser befreit. Die im Präparationsbad aufgebrachte Präparation kann das Streckverhalten der Fäden beeinflussen. Es sollte daher aus bekannten Präparationsmischungen diejenige ausgewählt werden, die eine geringe Faden-Faden-Reibung zeigt.

Anschließend werden die Fäden unter Spannung auf heißen Walzen getrocknet. Beim Trocknen kann ein geringer Schrumpf, der sich oft für die nachfolgende Verstreckung als günstig erweist, zugelassen werden; bei der Einstellung des Schrumpfes muß aber darauf geachtet werden, daß die Kabel immer unter Spannung über die Trockenwalzen, laufen. Die Temperaturen der Walzen sollten so gewählt werden, daß das Kabel den Trockner mit einer sehr geringen Restfeuchte von möglichst weniger als 1 % verläßt. Besonders günstig haben sich Temperaturen im Bereich von 140 bis 220 C für diese Walzen herausgestellt, dies schließt jedoch nicht die Anwendung höherer oder niedriger. Temperaturen aus. Ebenso kann auf den Walzen mit abgestuften Temperaturen getrocknet werden.

Nach dem Trocknen wird das Spinnkabel unter Anwendung von trockener Hitze noch einmal mindestens auf das 1,5-fache seiner Länge verstreckt. Diese Verstreckung kann ebenfalls in einer oder mehreren Stufen erfolgen. Das Aufheizen des Kabels kann nach den in der Technik üblichen Verfahren, z.B. durch das Umlaufen heißer Walzen, durch Kontakt über heiße Platten, in einem Heißluftkanal oder auch durch Strahlung insbesondere Infrarotstrahlung erfolgen. Auch eine stufenweise Verstreckung, bei der verschiedene Aufheizverfahren Anwendung finden, kann angewandt werden. Besonders vorteilhafte sind solche Kombinationen immer dann, wenn bei der ersten Streckstufe von oder zwischen heißen Walzen verstreckt und in der zweiten Stufe eins der drei anderen beschriebenen Verfahren angewandt wird. Die Verstrecktemperaturen werden von der Art des eingesetzten Poly-

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meren und zum Teil von der vorhergehenden Verstreckung und den Trocknungsbedingungen beeinflußt. Geeignet ist im allgemeinen ein Temperaturbereich von etwa 120 bis 250⁰C, besonders günstig ist der Bereich von 140 bis 200⁰C.

Nach der Verstreckung werden die Fäden abgekühlt und nach bekannten Verfahren entweder zu Endlosmaterial aufgespult oder zu Fasern mit der gewünschten Schnittlänge zerschnitten. Falls es das Einsatzgebiet erfordert, kann vor oder nach dem Schneiden noch eine spezielle Präparation auf die Fäden bzw. Fasern aufgebracht werden.

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Die nachfolgenden Beispiele sollen zur Erläuterung der Erfindung dienen. Falls nicht anders angegeben, beziehen sich Prozentangaben und Teile auf Gewichtseinheiten.

Beispiel 1

1700 g eines Suspensions-Fällungspolymerisats aus 99,5 % Acrylnitril und 0,5 % Acrylsäuremethylester mit einer relativen Viskosität

von 2,85 werden in 8300 g DMF bei -30^oCdispergiert und 90 Minuten lang bei 90°Cunter Rühren zu einer homogenen , Spinnlösung gelöst. Die Lösung wird nach dem Filtrieren mit einer Fördermenge von 16,2 ml/min durch eine 100-Loch-Düse, Lochdurchmesser 0,06 mm, in ein Fällbad gedrückt, das aus 50 % DMF und 50 % Wasser besteht und eine Temperatur von 5O⁰C aufweist. Die erhaltenen Fäden werden nach einer Eintauchlänge von 50 cm mit einer Geschwindigkeit von 5,5 m/min abgezogen. In 2 Streckbädern, bestehend aus 60 % DMF und 40 % Wasser mit einer Temperatur von 99⁰C wird der Faden auf 29,3 m/inin verstreckt, in weiteren Bädern in Wasser bei einer Temperatur von 85⁰C gewaschen und nach dem Durchlaufen eines Avivagebades auf 2 beheizten Duos mit Oberflächentemperaturen von 140 bzw. 185⁰C unter Zulassung eines Schrumpfes von 0,7 m/min getrocknet.

Die Verweilzeit auf dem ersten Duo mit einer Temperatur von 14 0⁰C v/ird so gewählt, daß der Faden beim Verlassen des Duos glänzend ist, also keine Vakuolen mehr aufweist. Vom zweiten Duo wird der Faden mit 33,3 m/min abgezogen und über 4 beheizte Platten, die den Faden abwechselnd von unten und oben berühren, bei Temperaturen von 145, 145, 165 und 168°C auf. 95 m/min mit Hilfe eines unbeheizten Duos verstreckt und anschließend auf Spulen aufgewickelt. Das effektive Gesamtverstreckverhältnis berechnet sich zu 1 : 17,3 in diesem Fall. Die so erhaltenen Fäden zeigten folgende Eigenschaften:

Titer: 275 dtex

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Reißfestigkeit: 61 cN/tex Reißdehnung: 6 % Anfangsmodul: 1836 cN/tex

Knotenfestigkeit der Einzelkapillaren: 10,6 cN/tex. 5

Beispiel 2

2600 g eines Fällungspolymerisats aus 93,7 ^ Acrylnitril, 5,8 fo Acrylsäureraethylester und 0,5 % Natriummethaliylsulfonat mit einer relativen Viskosität von 1,92 werden in 74 0 0 g DMF zu einer homogen Spinnlösung gelöst. Nach dem Filtrieren wird die Lösung mit einer Fördermenge. von 19 ml/min durch eine Düse mit 300 Loch, Lochdurchmesser 0,06 mm, in ein Fällbad, bestehend aus 65 % DMF und 35 % Wasser bei 50⁰C gedrückt. Der erhaltene Faden wird nach einer Eintauchlänge von 50 cm aus dem Fällbad mit 5,5 m/min abgezogen, in 2 Streckbädern, die 6 0 % DMF und 40 % Wasser bei 99⁰C enthalten, auf 50,0 m/min verstreckt, mit Wasser von 85⁰C gewaschen und nach dem Durchlaufen eines Avivagebades auf 2 beheizten Duos ohne Zulassung von Sehrumpf getrocknet. Die Oberflächer.teTqperaturen des Duos 1 betrugen 120⁰C die des Duos 2 165°C. Der getrocknete Faden wurde anschließend über 4 auf 145°C aufgeheizte Platten geleitet und dabei mit' Hilfe eines weiteren Duos auf eine Endgeschwindigkeit von 79,0 m/min verstreckt. Die Einzelkapillaren des so hergestellten Fadens wiesen folgende Eigenschaften auf:

Titer: 2,1 dtex

Reißfestigkeit: 74 cN/tex Reißdehnung: 9 %

Anfangsmodul: 1495 cN/tex.

Beispiel 3

2500 g eines Fallungspolymerisats aus 99,5 $> Acrylnitril und 0,5 ^ Acrylsäuremethylester mit einer relativen Viskosität von- 1,92 wurden in 7500 σ DMF gelöst und nach dem Filtrieren mit einer Fördermenge von 16,4 ml/min durch

' ;}:-^:V eine 300-Lochdüse, Lochdurchmesser 0,06 mm/ in ein... ;; ' '" ]'^:%-^: ^; · !"Fällbad gedrückt, das aus 70 % DMF und 30 % Wasser bestand --;,:. und eine Temperatur von. 30⁰C aufwies. Der erhaltene Γ. ': ;,:jv7:;_; Faden wurde:, nach! einer Eintauchlänge von 50 cm. mit, . '".;.:.- \:'ü_: .5, 5/0 m/min., abgezogen-und in: einem: Streckbad, das 60 % _: ;/:;;· / DMF und 40. % Wasser bei 99°C enthielt, wurde der Faden· ·. . ?-i , ; rauf:: 33: m/min .verstreckt,: anschließend mit Wasser gewaschen :;.:.:, .und nach, dem Durchlaufen eines Avivagebades.. auf 2 Duos : ^ ohne Zulassung von Schrumpf" getrocknet. Die. Oberflächen- . 10 temperaturen der Duos betrugen 120 und T40°C. über

.4 auf 135⁰C geheizte Platten wurde der Faden anschlie— ..:: :ßend auf 68. m/min^: entsprechend einem, effektiven Gesamt- _;: :;: verstreckverhältnis von. T :; Ί 3,6 verstreckt. Die Einzel-

y kapillaren :des Fadens, zeigten die folgenden Eigenschaften 1b ^: - ' : '.'" ; · ;; '.'Titer.r . 2,0 dtex-

' .,. -. .. . Reißfestigkeit: 58 cN/tex -J

^{: :}. . ^; Reißdehnung:: 8 % ,- . - - .·. - : ':_ : Anfangsmodul:. T500 cN/tex.

1400 g· eines Fällungspolymerisats aus 100 i> Acrylnitril mit einer relativen. Viskosität von 3,0 wurden in 8600 g DMP

„zu einer Spinnlösung gelöst, filtriert und mit einer 25 Fördermenge, von, 16 ml/min, durch eine 100-Lochdüse., / f-o Lochdurchmesser 0,06 mm,,, in ein Fällbad, bestehend :v^:;-y± :^aus:, 55;% DMF und. 45 % Wasser bei 50⁰C, gedrückt.: Der ' '·· " erhaltene Faden wurde; mit 5,5 m/min aus dem Fällbad.

abgezogen und in einem Streckbad bestehend aus 60 % DMr 3U und 4 0 % Wasser bei 99^ÜC auf 29,3 m/min verstreckt. ,: Anschließend erfolgte das Waschen des. Fadens in Wasser :. von. öS⁰C, dann, das Passieren eines Avivagaüades und : v,VV darauf das Trocknen auf 2 Duos, die Oberflächentempe-

:> raturen; von 140 bzw. 165⁰C aufwiesen. Auf den Duos 35 wurde ein. Schrumpf von 2,5 m/min zugelassen, der Faden :;;. jedoch mit 3(3,3 m/min. vom zweiten Duo abgezogen und

über 4 heiße Platten mit Oberflächentemperaturen von :::r^::· 140, :i4ü,; 150 und.: 15U°C auf 72 m/min: verstreckt. Die

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Einzelfilamente des so erhaltenen Fadens zeigten folgende Eigenschaften

Titer: 3,1 dtex

Reißfestigkeit: b5 cN/tex Reißdehnung: b %

Anfangsmodul: 140U cN/tex.

Beispiel 5:

Kontinuierlich -wurden pro Minute 80 g eines Fällungspolymerisats aus 93,7 ^ Acrylnitril., 5,8 # Acrylsäuremethylester und 0,5 % Na tr iurnmethallyl sulfonat zu einer 26 Gew.-%-igen Spinnlösung in Dimethylformamid gelöst, filtriert und durch eine Düse mit 5OuO Loch, Lochdurchmesser 0,ü6 mm, in ein Fällbad gedrückt, das aus 6 0 % DmF und 40 % Wasser, Dei 45°C bestand. Nach einer BadstrecKe von 13 cm wurde das Kabel mit 6,b m/min abgezogen, in .2 Streckbädern mit 45 % UMF und 55 % Wasser £>ei y9°C auf 39,0 m/min verstrecxt, anschließend mit Wasser bei 90⁰C gewaschen und dabei gleichzeitig auf 35,2 m/min zurückgeschrumpft und dann auf Walzentrocknern getrocknet. Der Faden wurde in dem Walzentrockner in einer ersten Stufe bei 165⁰C ohne Zulassung von Schrumpf getrocknet, in einer zweiten Stufe bei 180⁰C nachbehandelt,, wobei zwischen erster und zweiter Stufe auf 63,9 m/min verstreckt wurde. Der Faden gelangte dann in eine dritte Stufe des Walzentrockners, die bei 175⁰C betrieben wurde und wobei zwischen zweiter und dritter Stufe das Kabel nochmals auf 69,2 m/min verstreckt wurde. Abschließend gelangte das Kabel über 8 heiße_/ alternierend oben und unten angeordnete Platten, die eine Oberflächentemperatur von 180⁰C aufwiesen, und zwischen denen das Kabel auf 77,2 m/min verstreckt wurde, entsprechend einer effektiven Gesamtverstreckung von 1 : 11,9. Nach dem Schneiden zu Stapelfasern wurden folgende textile Eigenschaften gemessen:

Titer: 2,2 dtex Reißfestigkeit: 73 cN/tex

ιά ι y b4 ι.

Reißdehnung: 10 % Anfangsmodul: 1373 cN/tex.

Beispiel 6

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Das Beispiel 1 wurde wiederholt, zur Spinnlösung wurden jedoch 5 % bezogen auf das Polymer an Titandioxid als Matierungsmittel zugesetzt- Die Einzelfilamente des Fadens wiesen folgende Eigenschaften auf Titer: 3,6 dtex

Reißfestigkeit: 61 cN/tex Reißdehnung: 7 % Anfangsmodul: .1389 cN/tex.

Beispiel 7

Ein Polymer, wie es bereits in Beispiel 2 beschrieben wurde, wurde kontinuierlich zu einer 30,5 %igen Spinnlösung in DMF gelöst und nach dem Filtrieren durch eine 50-Lochdüse, Lochdurchmesser 0,15 mm, mit einer Fördermenge von 72 ml/min in einen Trockenspinnschacht gedrückt. Bei einer Schachttemperatur von 200⁰C wurde in Fadenrichtung Heißluft von 360⁰C eingeblasen. Die Abzugsgeschwindigkeit der Fäden betrug 220 m/min.

Von den so erhaltenen Fäden wurden jeweils 11 zu einem Kabel zusammengefaßt und in 2 Streckbädern, die aus 6 % DMF und 94 % Wasser bei 99°C bestanden, auf das 6,6-fache ihrer Länge verstreckt, mit Wasser bei 80 bis 85°C unter Zulassung von 11 % Schrumpf gewaschen und nach dem Durchlaufen eines Avivagebades auf 2 Duos mit Oberflächentemperaturen von 140 und 160⁰C unter Zulassung von 5 % Schrumpf getrocknet. Vom zweiten Trockner-Duo wurden die Fäden mit einer Verstreckung von 1 : 1,07 abgezogen und über vier 140⁰C heiße Platten auf 1 : 1,64 verstreckt. Die folgenden textlien Eigenschaften wurden an Einzelfilamenten des erhaltenen

2 319 64 2 .if.

Kabels gemessen:

Titer: 2,0 dtex Reißfestigkeit: 65 cN/tex Reißdehnung: 9 % Anfangsmodul: 1491 cN/tex

Beispiel 8

Ein Polymer, wie bereits in Beispiel 3 beschrieben, wurde kontinuierlich zu einer 26 %igen Spinnlösung gelöst und bei einer Fördermenge von 85,2 ml/min unter den in Beispiel 7 beschriebenen Bedingungen trocken versponnen.

Von den so erhaltenen Fäden wurden jeweils 11 zu einem Kabel zusammengefaßt und in 2 Streckbädern, die aus 6 % DMF und 94 % Wasser bei 99°C bestanden,, auf das fünffache ihrer Länge verstreckt, mit Wasser bei bis 85°C unter Zulassung von 7 % Schrumpf gewaschen und nach dem Durchlaufen eines Avivagebades auf 2 Duos mit 140 und 160⁰C unter Zulassung von 5 % Schrumpf getrocknet. Von dem zweiten Trocken-Duo wurde das Kabel mit einer Verstreckung von 1 : 1,02 abgezogen und über vier 140⁰C heiße Platten auf 1 : 2,65 verstreckt. Die Einzelfilamente wiesen folgende Eigenschaften auf:

Titer: 1,7 dtex Reißfestigkeit: 81 cN/tex Reißdehnung: 9 % Anfangsmodul: 1482 cN/tex.

Beispiel 9

Ein Polymer, wie in Beispiel 1 beschrieben, wurde kontinuierlich zu einer 18 %igen Spinnlösung gelöst und mit einer Fördermenge von 58,8 cm /min durch eine Düse mit 18.Loch, Lochdurchmesser 0,250 mm in einen Trockenspinnschacht gesponnen, der eine Schachtwand-

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temperatur von 240°C aufwies. In Fadenrichtung wurde auf 360°C erhitzte Luft eingeblasen. Die Fäden wurden mit 200 m/min abgezogen.

Von diesen Fäden wurden jeweils 20 zusammengefaßt und das erhaltene Kabel in 2 Streckbädern, die 6 % DMF und 94 % Wasser bei 99°C enthielten, von 10 m/min auf 60 m/min verstreckt, bei 85⁰C in Wasser gewaschen, aviviert und anschließend auf 3 Duos mit 140, 170 und 200⁰C Temperatur unter Zulassung eines Schrumpfes von 7 m/min getrocknet. Das Kabel wurde anschließend über vier auf 165°C beheizte Platten auf 120,2 m/min verstreckt. Das effektive Gesamtverstreckverhältnis betrug also 1 : 12,0. Die erhaltenen Einzelfilamente wiesen folgende Eigenschaften auf: 15

Titer: 2,3 dtex Reißfestigkeit: 74 cN/tex Reißdehnung: 8 % Anfangsmodul: 1600 cN/tex Knotenfestigkeit: 13,6 cN/tex.

Beispiel 10

Drei der nach 3eispiel 9 ersponnenen Trockenspinnfäden wurden gefacht und in 2 Streckbädern, die 6 0 % DMF und 40 % Wasser bei 99°C enthielten, von 7,5 auf 3.0,7 m/min verstreckt, anschließend unter Zulassung von 1 m/min Schrumpf bei 85°C mit Wasser gewaschen, aviviert und auf 2 Duos mit 140 bzw. 185°C Oberflächentemperatur unter Zulassung von 2 m/min Schrumpf getrocknet, mit 30,5 m/min von dem zweiten, auf 185⁰C beheizten Duo abgezogen, und über vier auf 160, 160, 166 und 166°C beheizte Platten auf 120,7 m/min verstreckt. Der so erhaltene gefachte Faden zeigte folgende Eigenschaften:

Titer: 93 dtex

Reißfestigkeit: 68 cN/tex Reißdehnung: 6 %

3 19 6 4 2 - .

Anfangsmodul: 1989 cN/tex

Beispiel 11

1500 g eines Polymeren aus 99,5 % Acrylnitril und 0,5 % Acrylsäuremethylester mit einer relativen Viskosität von 3,3 wurden in 8500 g DMF gelöst. Diese Lösung wurde filtriert und mit einer Fördermenge von 18 ml/min durch eine Düse mit 100 Loch, Lochdurchrnesser 0,06 mm, in ein Fällbad gedrückt, das aus 55 % DMF und 45 % Wasser bei 5O⁰C bestand. Nach einer Eintauchlänge von 45 cm wurde der Faden mit einer Geschwindigkeit von 5,0 m/min abgezogen, in zwei Streckbädern, die 60 % DMF und 40 % Wasser bei 99⁰C enthielten, auf 2 9,3 m/min verstreckt, in Wasser bei 85⁰C gewaschen, aviviert, auf 2 Duos mit 140 und 165⁰C unter Zulassung eines Schrumpfes von 2,9 m/min getrocknet, vom zweiten Duo mit 30,3 m/min abgezogen und auf vier heißen Platten mit 140, 150, 167 und 177°C auf 100 m/min verstreckt. Das effektive Gesamtverstreckverhältnis betrug hier also 1 : 20,0. Der so ersponnene Faden zeigte folgende Eigenschaften

Titer: 270 dtex Reißfestigkeit: 67 cN/tex Reißdehnung: 7 %

Anfangsmodul: 1981 cN/tex

Claims

19 6 4 2 "OPf- 15.11.1981 59 404 12 Patentansprüche

1, Fäden und Fasern aus Acrylnitrilpoiymeren, deren faden— bildende Substanz zu 70 bis 100 Gero,-% aus Acrylnitril und zu 30 bis 0 Gew.-% aus anderen mit Acrylnitril copolymerisierbaren Einheiten besteht, gekennzeichnet dadurch, daß der Anfangsmodul der Fäden und Fasemgrößer als 13OO cN/tex, bezogen auf 100 % Dehnung., ist_o

2. Fäden und Fasern nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die fadenbildende Substanz einan Gehalt von mindestens 90, vorzugsweise von mindestens 99 Gevu-% Acrylnitrileinheiten aufweist«

3« Fäden und Fasern nach Punkt 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, daß sie einen Anfangsmodul von etwa 1400'bis et^a 2200 cN/tes aufweisen.

4. Fäden und Fasern nach den Punkten 1 bis 3? gekennzeichnet dadurch, daß ihre Beißfestigkeit wenigstens 50 cN/tex bei Eeißdehnungen von maximal 15 % beträgt«

5» Verfahren zur Herstellung von Fäden und Fasern nach einem der Punkte 1 bis 4 durch einen Naß- oder Trockenspinnprozeß, eine Naßverstreckung der ersponnenen Fäden, dem Trocknen und einer anschließenden Heißverstreckung, gekennzeichnet dadurch, daß die Fäden auf heißen Walzen unter Spannung getrocknet und anschließend einer Kontaktverstreckung von mindestens 1 : 1,5 unterworfen werden und die effektive Gesamtverstreckung wenigstens 1 : 9 beträgt»

6. Verfahren nach Punkt 5» gekennzeichnet dadurch, daß die effektive Ge samt ve rs treckung 1 : 10 bis 1 : 25 beträgt«,